Направленного теплообмена

Дифференцируя выражение (4.5) по времени t, получим величину ускорения ат точки т. Ускорение от в общем случае состоит из четырех составляющих: нормального ускорения, направленного вдоль радиуса-вектора гт к его началу, тангенциального ускорения, направленного перпендикулярно к радиусу-вектору гт, относительного релятивного ускорения, направленного вдоль радиуса-вектора гт, и, наконец, кориолисона ускорения, направленного перпендикулярно к радиусу-вектору гт.

У кривошипа / полное ускорение а„ точки В равно геометрической сумме двух составляющих: нормального ускорения апв, направленного к центру вращения, т. е. от точки В к точке А, и тангенциального ав, направленного перпендикулярно к АВ в сторону, соответствующую направлению углового ускорения EI.

ченный т0(Р) (рис. 83), отложим в виде вектора, направленного перпендикулярно к плоскости ОАВ. Затем через точку 0 проведем какую-либо ось, определим момент силы относительно этой оси и отложим на оси отрезок ОК, соответствующий в принятом масштабе моменту относительно оси.

относительно точки О, обозначенный тп (Р) (рис. 1.88), отложим в виде вектора, направленного перпендикулярно плоскости ОАВ. Затем через точку О проведем ось z перпендикулярно плоскости /; определим момент силы относительно этой оси и отложим на оси отрезок О/С, соответствующий в принятом масштабе моменту относительно оси.

Полное ускорение состоит из двух взаимно перпендикулярных векторов: ускорения T.(do/d?)=aT, направленного вдоль траектории движения и называемого тангенциальным, и ускорения nw2//? = an, направленного перпендикулярно траектории по главной нормали,

Дифференцируя выражение (4.5) по времени t, получим величину ускорения ат точки т. Ускорение ат в общем случае состоит из четырех составляющих: нормального ускорения, направленного вдоль радиуса-вектора гт к. его началу, тангенциального ускорения, направленного перпендикулярно к радиусу-вектору гш относительного релятивного ускорения, направленного вдоль радиуса-вектора г т, и, наконец, кориолисова ускорения, направленного перпендикулярно к радиусу-вектору гт.

6) нагрузки от ветра, направленного перпендикулярно плоскости стрелы;

Согласно электромагнитной теории изменение во времени электрической напряженности Е сопровождается по_я-влением переменного магнитного поля Н, направленного перпендикулярно вектору Е.

Поляризация света. Согласно электромагнитной теории изменение во времени электрической напряженности Е сопровождается появлением переменного магнитного поля Я, направленного перпендикулярно вектору Е.

Предположим, что около излучающей поверхности стенки, имеющей температуру Гст, через щелевидное сопло шириной S вытекает холодная газовая струя с температурой Г = 0°К (рис. 15-2). Спектр направленного перпендикулярно ей параллельного луча потока излучения стенки, проходящего через струю, фиксируется прибором—спектрорадиометром. Спектр пропускания газовой среды, учитывая в общем случае и возможную взвесь частиц, может быть весьма разнообразным.

Технологический метод формообразования поверхности заготовок строганием характеризуется наличием двух движений: возвратно-поступательного резца или заготовки (скорость главного движения резания) и прерывистого прямолинейного движения подачи, направленного перпендикулярно к вектору главного движения резания. Разновидностью строгания является долбление, где главное движение резания - возвратно-поступательное - совершает резец в вертикальной плоскости.

Конечно, приведенные выше мотивы не говорят о невозможности использовать равномерно распределенный теплообмен для нагрева тонких изделий, когда это оправдывается другими соображениями, например наличием подходящего топлива, ограничением быстроты нагрева тонкого изделия по причине технологического характера и т. п. Однако это не 'меняет основного вывода о меньшей эффективности применения рассмотренного выше вида теплообмена для нагрева тонких изделий, чем, например, косвенного направленного теплообмена, как это будет видно из дальнейшего.

Возможен еще более резко выраженный случай пря;мого направленного теплообмена, когда Ти ^>ТК; тогда в уравнении (126) первый член будет иметь отрицательное значение. Такой случай имеет место при нагреве открытым газокислородным или газовоздушным пламенем для целей резки, сварки или закалки. В данном случае лучистая теплоотдача сочетается с конвективной.

Чем больше величина разности AQ"'K , тем быстрее может происходить нагрев в данных условиях. Поэтому сущность прямого направленного теплообмена заключается в получении возможно большего значения разности AQ"'K 'путем создания градиента температур по толщине пламени. Поверхность, прилежащая к зоне наивысших температур, получает больше тепла, чем противоположная, ибо слои пламени с меньшей температурой частично задерживают излучение более горячих слоев и тем самым экранируют кладку. Следовательно, для получения прямого направленного теплообмена наибольшей интенсивности необходимо, чтобы максимум температур в пламени располагался непосредственно у поверхности нагрева (см. рис. 104, б); при этом величина градиента температур по толщине пламени будет иметь определяющее значение.

При относительно малых градиентах температур в пламени величина AQn'K имеет небольшое значение, порядка 10000—20000 ккал/м2-час. Если соблюдается это условие и в то же время разность Тк—Тм> 100°, то второй чл(ен правой части уравнения (126) становится практически пренебрежимо малым по сравнению с третьим, а роль прямого направленного теплообмена (от пламени) становится ничтожной.

Излучение плам,ени в направлении кладки Q? зависит от усредненной температуры пламени и поэтому в уравнениях (145) и (146) осталось в нераскрытом виде. Из уравнений (145) и (146) можно сделать выводы, аналогичные тем выводам, которые были сделаны из уравнений (131) и (132) применительно к равномерно распределенному режиму теплообмена, а именно, что температура кладки не может быть существенно низкой (при реальных значениях ек ),но вместе с тем перепад температур между максимальной температурой пламени и кладкой может быть значительно большим, чем для равномерно распределенного режима, и зависит от абсолютного значения Q*. Чем больше указанная разность температур (Гпакс —Тк) при qK = const, тем совершеннее направленный прямой теплообмен. В связи с этим о совершенстве этого вида теплообмена нельзя судить по температуре кладки. Совершенный направленный теплообмен может быть малоинтенсивным, так как уменьшение составляющей (<2к—QM) '(2 — еп) за счет снижения температуры кладки может не компенсироваться увеличением величины AQn'K-Напротив, за счет уменьшения направленности радиации пламени в сторону поверхности нагрева можно повысить общую интенсивность теплообмена. Легко сделать заключение, что в случае равенства максимальной температуры пламени при направленном теплообмене температуре пламени при равномерно распределенном теплообмене интенсивность направленного теплообмена при прочих равных условиях будет ниже вследствие того, что будет меньше усредненная температура пламени.

Более детальный анализ этого вопроса в общем виде пока затруднителен, так как встречаются существенные препятствия при определении величин Q" и Qn . В силу этого целесообразно,, прежде всего, рассмотреть упрощенные схемы направленного теплообмена.

Приведенные данные базируются на расчетных материалах. К сожалению, экспериментальное исследование направленного теплообмена почти отсутствует. Можно привести только данные исследования М. А. Глинкова, В. А. Кривандина и Б. А. Бугровой [150] на стендах, представляющих собой вертикально расположенные экранированные камеры сечением 0,23X0,1 и 1,4x0,6 м. Слой факела создавался горелками, дававшими вертикальные факелы. Горелки допускали возможность регулировать соотношение воздуха и газа и интенсивность их перемешивания. Путем •создания различных режимов для каждой из горелок удавалось •создавать градиенты температур до 400 град/м. Температуры измерялись методом обращенных линий. Тепловые потоки в сторону высоких и низких температур измерялись через серию специально уплотненных отверстий.

Резюмируя вышеизложенное, можно констатировать, что как расчетные, так и имеющиеся экспериментальные работы подтверждают развитые выше положения теории прямого направленного теплообмена радиацией.

В отличие от равномерно распределенного режима теплообмена, режим прямого направленного теплообмена практически осуществим не только в топливных печах, так как создание неравно-мерной радиации возможно и другими средствами. Например, типичный случай прямого направленного теплообмена характерен для дуговых электропечей, где он определяется местом расположения дуги.

Расположение дуги вблизи поверхности нагрева в сочетании с экранирующим действием газообразной среды, заполняющей рабочее пространство, создает условия, при которых падающие на поверхность нагрева удельные тепловые потоки, даже при высокой температуре поверхности нагрева, превосходят тепловые потоки, падающие на кладку. Как выше было отмечено, светимость пламени играет очень большую роль при организации прямого направленного теплообмена в топливных печах; поэтому при выборе топлива следует руководствоваться теми же соображениями, которые были высказаны при рассмотрении равномерно распределенного режима радиационного теплообмена. Если имеется возможность выбора, то предпочтение должно быть отдано тем топливам, которые дают светящееся пламя, вследствие его естественной карбюрации. К таким топливам относятся: газо-

Таким образом, механика газов в рабочем пространстве печей, работающих по принципу прямого направленного теплообмена, должна характеризоваться наличием проточной части (факела) и циркуляционных зон. Так как подсос из окружающей среды в